Evelin Martínez-Benavidez, Angelica M. Vergara-Pineda, Ofelia Y. Lugo-Melchor

Unidad de Servicios Analíticos y Metrológicos, Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, A. C. (CIATEJ). Guadalajara 44270, Jalisco, México.

Palabras clave: péptidos bioactivos, alimentos, proteínas, beneficios a la salud.

Los péptidos bioactivos son fragmentos o secuencias específicas de proteínas producidos por procesos de hidrólisis que impactan positivamente en la salud humana, más allá de su valor nutricional conocido (Chakrabarti et al., 2018). Estos péptidos comúnmente pueden presentar una longitud de 2 a 20 residuos de aminoácidos, aunque se han reportado péptidos bioactivos de mayor longitud (Ye et al., 2022). La reacción de hidrólisis consiste en romper los enlaces peptídicos de las proteínas precursoras, liberando cadenas peptídicas de distintos tamaños, cuyas propiedades biológicas específicas están estrechamente relacionadas con las propiedades estructurales, en las que se incluyen: composición (tipo y carga de los aminoácidos), secuencia de aminoácidos (posición de cada aminoácido en la cadena), peso molecular (longitud de la cadena de aminoácidos) e hidrofilicidad (afinidad al agua) (Rivero-Pino et al., 2023; Zaky et al., 2022; Acquah et al., 2019).

Las proteínas de los alimentos son una fuente potencial de péptidos bioactivos, específicamente, las proteínas de origen animal y vegetal se han utilizado ampliamente para obtener péptidos bioactivos. Hasta ahora, la mayor fuente de investigación de proteínas y péptidos bioactivos en los alimentos sigue siendo la leche de vaca, el queso y los productos lácteos. Sin embargo, los péptidos bioactivos se han enriquecido gradualmente a partir de otras fuentes de proteína animal como huevos, carne, colágeno, gelatina, atún, sardina y otros tipos de pescado; de proteína vegetal de trigo, soya, maíz, arroz, frijol, amaranto, sorgo y calabaza; e incluso con proteínas de hongos (Ye et al., 2022; Chakrabarti et al., 2018; Sánchez and Vázquez, 2017). Por otra parte, en la industria de los alimentos se producen muchos subproductos o recursos subutilizados en el proceso de producción y procesamiento de alimentos, y muchos de ellos son ricos en proteínas. Estos subproductos pueden ser ampliamente tratados y explotados para la obtención de péptidos bioactivos, lo que no solo reduce el desperdicio de recursos, sino que también aumenta el valor de los subproductos (Ye et al., 2022; Zaky et al., 2022).

Los péptidos bioactivos a partir de proteínas alimentarias se pueden producir mediante 1) hidrólisis enzimática (utilizando enzimas como pepsina, tripsina, quimotripsina, papaína, proteasas alcalinas o neutras, etc.); 2) por fermentación microbiana (bacterias ácido-lácticas) o; 3) por procesos de transformación de los alimentos (como cocción, maduración, alta presión, etc.). En este contexto, la hidrólisis enzimática es el método más común, seguro y más utilizado para la preparación de péptidos bioactivos, ya que el uso de proteasas específicas o no específicas para hidrolizar las proteínas de los alimentos tiene las ventajas de una operación conveniente, buena estabilidad y rendimientos aceptables (Nong and Hsu, 2022, Ye et al., 2022).

Posterior a la producción de los péptidos, estos pueden someterse a procesos de separación y purificación para obtener secuencias de péptidos específicas. De esta manera, los diferentes métodos de hidrólisis y post-procesamiento (separación y purificación) pueden generar péptidos bioactivos muy heterogéneos, con diferencias en el contenido de aminoácidos y secuencias peptídicas que varían en peso molecular, aun partiendo de un mismo sustrato o proteína precursora. Estas diferencias pueden tener un gran impacto en la actividad biológica de los péptidos (Rivero-Pino, 2023; Nong and Hsu, 2022).

Múltiples estudios han determinado las bioactividades de los péptidos bioactivos, lo cuales se vinculan con una mejor salud general y un menor riesgo de enfermedades crónicas específicas, como el cáncer, la diabetes y las enfermedades cardíacas. La prevalencia de dichas enfermedades ha llevado a que muchos grupos de investigación enfoquen sus esfuerzos al estudio de la funcionalidad de los péptidos como agentes antioxidantes, antihipertensivos, antiinflamatorios, antidiabéticos y anticancerígenos. Otras propiedades biológicas de interés son la actividad antimicrobiana, anticoagulante, cicatrizante y antienvejecimiento (Rivero-Pino, 2023; Zaky et al., 2022).

Por otra parte, la seguridad de los péptidos bioactivos es una perspectiva importante para su aplicación en la industria alimentaria, farmacéutica y cosmética. A nivel nutricional, la degradación de las proteínas en fragmentos peptídicos más pequeños aumenta su digestibilidad, es decir, que pueden ser fácilmente absorbidos por el tracto intestinal o pueden acceder rápidamente a los sitios activos debido a su peso molecular pequeño. Además, la hidrólisis de la proteína puede disminuir las probabilidades de que se desarrolle una reacción alérgica (Rivera-Pino, 2023; Zaky et al., 2022; Cruz-Casas et al., 2021; Acquah et al., 2019).

A pesar de que la investigación sobre el potencial bioactivo de los péptidos es extensa, en su mayoría son estudios in vitro o en experimentos con animales. La falta de ensayos preclínicos y clínicos es el mayor obstáculo, ya que aún se ignora información sobre su relación dosis-respuesta, absorción, distribución, metabolismo y excreción in vivo (Rivera-Pino, 2023; Ye et al., 2022). Los péptidos bioactivos generados de proteínas de alimentos o subproductos suponen una alternativa económica y sostenible para el desarrollo de alimentos funcionales y nutracéuticos, además de múltiples aplicaciones en la industria farmacéutica y cosmética, sin embargo, aún es necesario realizar estudios para profundizar en su seguridad y eficacia.

Referencias

Acquah C, Chan YW, Pan S, Agyei D, Udenigwe CC. (2018) Structure-informed separation of bioactive peptides. Willey Food Biochemistry, 43:e12765, 1-10.

Zaky AA, Simal-Gandara J, Eun JB, Shim JH, Abd El-Aty AM. (2022) Bioactivities, applications, Safety, and Health Benefits of Bioactive Peptides From Food and By-Products. A Review. Frontiers in Nutrition, 8:815640, 1-18.

Cruz-Casas DE, Aguilar CN, Ascacio-Valdés JA, Rodríguez-Herrera R, Chávez-González ML, Flores-Gallegos AC. (2021) Enzymatic hydrolysis and microbial fermentation: The most favorable biotechnogical methods for the release of bioactive peptides. Food Chem (Oxf), 3:100047, 1-12.

Ye H, Tao X, Zhang W, Chen Y, Yu Q, Xie J. (2022) Food-derived bioactive peptides: production, biological activities, opportunities and challenges. Jornal of future foods, 2-4, 295-306.

Nong NTP, Hsu JLH. (2022) Biactive Peptides: An Understanding from Current Screening Methodology. Processes, 10:1114, 1-25.

Rivero-Pino F. (2023) Bioactive food-derived peptides for functional nutrition:effect of fortification, proccesing and storage on peptide stability and bioactivity within food matrices. Food Chemistry, 406:135046, 1-10.

Chakrabarti S, Guha S, Majumder K. (2018) Food-Derived Bioactive Peptides in Human Health: Challenges and Opportunities. Nutrients, 10:1738, 1-17.

Sánchez A, Vázquez A. (2017) Bioactive peptides: A review. Food Quality and Safety, 1, 29-46.